Lithiové baterie se obvykle dodávají ve dvou tvarech: válcové a čtvercové. Uvnitř baterie je spirálovitá struktura vinutí, která je oddělena mezi kladnou a zápornou elektrodou velmi jemným a vysoce propustným izolačním materiálem z polyetylenové fólie. Kladná elektroda obsahuje proudový kolektor složený z oxidu lithného kobaltnatého (nebo nikl-lithia kobalt manganu, manganistanu lithného, fosforečnanu lithného a železnatého atd.) a hliníkové fólie. Záporná elektroda se skládá z proudového kolektoru sestávajícího z grafitizovaného uhlíkového materiálu a měděné fólie. Baterie je naplněna roztokem organického elektrolytu. Je také vybavena pojistným ventilem a prvkem PTC (částečně válcové použití) pro ochranu baterie před poškozením v případě abnormálních podmínek a zkratů na výstupu.
Napětí jednočlánkové lithiové baterie je 3,7 V (3,2 V pro kladnou elektrodu fosforečnanu lithného) a kapacita baterie není nekonečná, takže je často nutné sériově a paralelně jednočlánkovou lithiovou baterii splnit. požadavky různých příležitostí.